JP7278951B2 - バリア基板層と内向きバリア材料層とを含むバリア層を備える寸法安定性食品容器を製造するためのシート状複合体 - Google Patents
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Description
シート状複合体の外側からシート状複合体の内側への方向に層列の層として、
a)キャリア層と、
b)i)バリア基板層と、
ii)バリア材料層と、
を備えるバリア層と、
を備え、
バリア材料層が、1nm~1μmの範囲の厚さを有し、
バリア材料層が、内側に面するバリア基板層の層表面上でバリア基板層を覆う、シート状複合体に関する。本発明は更に、シート状複合体、容器前駆体、並びに密閉容器を製造する方法、及び前述の方法製品、追加の密封容器、及びシート状複合体の使用に関する。
シート状複合体であって、
シート状複合体の外側からシート状複合体の内側への方向に層列の層として、
a)キャリア層と、
b)i)バリア基板層と、
ii)バリア材料層と、
を備えるバリア層と、
を備え、
バリア材料層が、1nmから1μm、好ましくは1~800nm、より好ましくは1~600nm、より好ましくは1~400nm、より好ましくは1~300nm、より好ましくは1~200nm、より好ましくは1~100nm、最も好ましくは3~80nmの範囲の厚さを有し、バリア材料層が、内側に面するバリア基板層の層表面上でバリア基板層を覆う、シート状複合体1の実施形態によって達成される。好ましいバリア層は、酸素バリア層、水蒸気バリア層、又はその両方である。酸素バリア層は、酸素の透過に対してバリア効果を発揮する。水蒸気バリア層は、水蒸気の透過に対してバリア効果を発揮する。また、バリア層は好ましくは、可視光に対してバリア効果を有する。
方法1であって、
a)i)キャリア層を含むシート状複合体前駆体と、
ii)A)バリア基板層と、
B)バリア基板層を覆うバリア材料層と、
を含むバリア層と、
を設けるステップと、
b)キャリア層にバリア層を重ね合わせることによってシート状複合体を得るステップと、
を備え、
前記バリア材料層が、1nm~1μm、好ましくは1~800nm、より好ましくは1~600nm、より好ましくは1~400nm、より好ましくは1~300nm、より好ましくは1~200nm、より好ましくは1~100nm、最も好ましくは3~80nmの範囲の厚さを有し、ステップb)の重ね合わせの間、バリア材料層が、キャリア層とは反対側のバリア基板層の側に配置される、方法の実施形態1によって達成される。方法1は好ましくは、シート状複合体の製造方法である。バリア層は好ましくは、シート状複合体1の実施形態に従って設計される。ステップb)における重ね合わせは、好ましくはラミネーションの形態で達成される。
c)キャリア層とは反対側のバリア層の層表面を第1の接着促進組成物と接触させることによって第1の接着促進層を得るステップ、
を更に含む。
d)キャリア層とは反対側のバリア層の側に内側ポリマー組成物を重ね合わせることによって内側ポリマー層を得るステップ、
を更に備える。
A.その都度第1の長手方向縁部と追加の長手方向縁部とを備える、実施形態1~27のうちのいずれかによるシート状複合体1又はその実施形態1によるシート状複合体2を提供するステップと、
B.シート状複合体を折り畳むステップと、
C.第1の長手方向縁部を追加の長手方向縁部と接触させ、第1の長手方向縁部を追加の長手方向縁部に接合することによって長手方向の継ぎ目を得るステップと、
を備える方法2の実施形態2によって達成される。
i.実施形態1~3のうちのいずれかによる容器前駆体1又は実施形態1による容器前駆体2を提供するステップと、
ii.シート状複合体を折り畳むことによって容器前駆体の基部領域を形成するステップと、
iii.基部領域を封鎖するステップと、
iv.容器前駆体に食品を充填するステップと、
v.上部領域内で容器前駆体を封鎖することによって密閉容器を得るステップと、
を含む方法3の実施形態1によって達成される。
vi.密閉容器を開封補助手段に接合するステップ、
を更に含む。
バリア層は好ましくは、酸素、水蒸気、又はその両方に対して十分なバリア効果を有する。従って、バリア層は好ましくは、酸素バリア層、水蒸気バリア層、又はその両方である。また、バリア層は好ましくは、可視光に対してバリア効果を有する。
バリア基板層は、当業者にとって本発明のバリア基板層としての使用に適すると思われる任意の材料から成ることができる。これに関連して、バリア基板層は、本発明のバリア材料層の厚さに達するようにバリア材料で被覆されるのに特に好適である。この目的のために、一層の表面は十分に滑らかな形状であることが好ましい。より好ましくは、バリア基板層は、3~30μm、好ましくは2~28μm、より好ましくは2~26μm、より好ましくは3~24μm、より好ましくは4~22μm、最も好ましくは5~20μmの範囲の厚さを有する。バリア基板層は好ましくは、酸素、水蒸気、又はその両方に対してバリア効果を有する。酸素透過に対するバリア材料層のバリア効果は、酸素透過に対するバリア基板層のバリア効果よりも大きいことが好ましい。バリア基板層は、好ましくは0.1~50cm3/(m2・d・bar)、好ましくは0.2~40cm3/(m2・d・bar)、より好ましくは0.3~30cm3/(m2・d・bar)の範囲の酸素透過速度を有する。好ましいバリア基板層は、セルロース、ポリマー、又はその両方を含む、より好ましくはそれらから成る。この文脈における好ましいポリマーは、配向ポリマーである。配向ポリマーは好ましくは、一軸配向又は二軸配向である。他の好ましいポリマーは、熱可塑性ポリマーである。バリア基板層は好ましくはポリマーから成る。
-20~60モル%、好ましくは24~45モル%の範囲のエチレン含有量
-1.0~1.4g/cm3、好ましくは1.1~1.3g/cm3の範囲の密度
-155℃~235℃、好ましくは165℃~225℃の範囲の融点
-1~25g/10分、好ましくは2~20g/10分の範囲のMFR値(Tm(EVOH)<230℃の場合は210℃/2.16kg、210℃<Tm(EVOH)<230℃の場合は230℃/2.16kg)
-0.05~3.2cm3・20μm/m2・day・atm、好ましくは0.1~2.5cm3・20μm/m2・day・atmの範囲の酸素透過速度
バリア材料層として、当業者にとってこの目的に適すると思われ、特に酸素、水蒸気、又はその両方に対して十分なバリア効果を有する任意の材料を使用することができる。好ましい一実施形態によれば、バリア材料層は、フィルム又は堆積層の形態をとり得る。堆積バリア材料層は、例えば、バリア基板層にバリア材料を蒸着することによって生成される。この目的に好適な技術は、物理気相成長法(PVD)又は好ましくはプラズマ支援化学気相成長法(CVD)の技術である。バリア材料層は、好ましくは連続層である。
層列の層は相互に接合されている。2つの層は、相互の接着力がファンデルワールス引力を超えるときに互いに接合される。互いに接合された層は、好ましくは、一緒に封止される、一緒に接着接合される、一緒に押圧される、又はそれらの少なくとも2つの組み合わせから成る群から選択される層である。別段の指定がない限り、層列中の層は、間接的に、言い換えれば、1つ又は少なくとも2つの中間層を伴って、又は直接的に、言い換えれば、中間層を伴わずに連続している。このことは、1つの層が別の層に重ね合わされる公式に特に当てはまる。層列が列挙された層を含むという公式は、少なくとも記載された層が記載された順序で存在することを意味する。この配合は、これらの層が互いに直接連続することを必ずしも意味するものではない。2層が相互に隣接している公式は、これらの2層が互いに直接連続しており、中間層が存在しないことを意味する。ただし、この公式は、2層が互いに接合されているか否かについては指摘していない。その代わり、これらの2層は、互いに接触していてもよい。しかしながら、好ましくは、これらの2層は互いに接合されている。
以下、「ポリマー層」という用語は、特に内側ポリマー層、中間ポリマー層、及び外側ポリマー層を指す。好ましいポリマーはポリオレフィンである。ポリマー層は追加成分を有することができる。ポリマー層は、好ましくは、押出成形工程でシート状複合体材料に挿入される、又はシート状複合体材料に塗布される。ポリマー層の追加成分は、好ましくは、層として塗布されるときにポリマー溶融物の挙動に悪影響を及ぼさない成分である。追加成分は、例えば、金属塩などの無機化合物、又は別の熱可塑性物質などの別のプラスチックであってもよい。しかしながら、追加成分がフィラー又は顔料、例えば、カーボンブラック又は金属酸化物であることも考えられる。追加成分に適した実現可能な熱可塑性樹脂は、特に、良好な押出挙動のため、容易に加工可能なものである。これらは好ましくは、連鎖重合によって得られるポリマー、具体的にはポリエステル又はポリオレフィンであり、特に好ましくは、環状オレフィンコポリマー(COC)、多環式オレフィンコポリマー(POC)、具体的にはポリエチレン及びポリプロピレン、最も好ましくはポリエチレンである。好ましいポリエチレンは、HDPE(高密度ポリエチレン)、MDPE(中密度ポリエチレン)、LDPE(低密度ポリエチレン)、LLDPE(直鎖状低密度ポリエチレン)、VLDPE(超低密度ポリエチレン)、及びこれらのうちの2つ以上の組み合わせである。少なくとも2つの熱可塑性物質の混合物を使用することも可能である。好適なポリマー層は、1~25g/10分、好ましくは2~20g/10分、より好ましくは2.5~15g/10分の範囲のメルト・フロー・レート(MFR)と、0.890~0.980g/cm3、好ましくは0.895~0.975g/cm3、より好ましくは0.900~0.970g/cm3の範囲の密度とを有する。ポリマー層は、好ましくは80~155℃の範囲、好ましくは90~145℃の範囲、特に好ましくは95~135℃の範囲の少なくとも1つの溶融温度を有する。
内側ポリマー層は熱可塑性ポリマーをベースとし、内側ポリマー層が粒状無機固体を含むことができる。しかしながら、内側ポリマー層は、その都度内側ポリマー層の総重量を基準にして、70重量%以上、好ましくは80重量%以上、より好ましくは95重量%以上の熱可塑性ポリマーを含むことが好ましい。好ましくは、内側ポリマー層のポリマー又はポリマー混合物は、0.900~0.980g/cm3、特に好ましくは0.900~0.960g/cm3、最も好ましくは0.900~0.940g/cm3の範囲の密度(ISO 1183-1:2004による)を有する。ポリマーは、好ましくはポリオレフィン、mポリマー、又はその両方の組み合わせである。
外側ポリマー層は好ましくは、ポリエチレン、ポリプロピレン、又はその両方を含む。これに関連して好ましいポリエチレンは、LDPE及びHDPE、及びこれらの混合物を含む。好ましい外側ポリマー層は、その都度外側ポリマー層の重量を基準にして、少なくとも50重量%、好ましくは少なくとも60重量%、より好ましくは少なくとも70重量%、更により好ましくは少なくとも80重量%、最も好ましくは少なくとも80重量%、最も好ましくは90重量%の範囲のLDPEを含む。
当業者にとってこの目的に適していると思われ、かつ上記容器がその形状を実質上充填状態に維持するのに十分な安定性を容器に与えるのに十分な強度及び剛性を有する任意の材料をキャリア層として用いることができる。この特徴は特に、本発明が寸法安定性を備えた容器の技術分野に関するため、キャリア層に必須の特徴である。そのような寸法安定性容器は、通常薄膜から作られるパウチ及びバッグとは根本的に区別されるべきである。様々なプラスチックに加えて、植物系繊維材料、特に化学パルプ、好ましくはサイズ設定された、漂白された、及び/又は未漂白の化学パルプが好ましく、特に紙及び厚紙が好ましい。よって、好ましいキャリア層は多数の繊維を含有する。キャリア層の坪量は、好ましくは120~450g/m2、特に好ましくは130~400g/m2、最も好ましくは150~380g/m2の範囲である。好ましい厚紙は一般に単層又は多層構造を有し、片面又は両面を1つのカバー層又は複数のカバー層で被覆することができる。更に、好ましい厚紙は、厚紙の総重量を基準にして、20重量%未満、好ましくは2~15重量%、特に好ましくは4~10重量%の残留水分含有量を有する。特に好ましい厚紙は多層構造を有する。より好ましくは、厚紙は、周囲に面する表面上で、少なくとも1層、特に好ましくは少なくとも2層のカバー層を有し、これは「紙コーティング」として当業者に既知である。更に、好ましい厚紙は、100~360J/m2、好ましくは120~350J/m2、特に好ましくは135~310J/m2の範囲内のスコットボンド値(Tappi T403μmによる)を有する。上述の範囲により、気密性の高い容器を、容易にかつ小さな許容誤差内で折り畳める複合体を提供することができる。
接着促進層は、互いに直接隣接していない層間、好ましくはバリア層と内側ポリマー層との間に存在することができる。この接着促進層は、本明細書では第1の接着促進層とも称される。接着促進層中で使用し得る接着促進剤は、特定の隣接層の表面へのイオン結合又は共有結合の形成の結果、強固な結合を生じさせるのに適した官能基による官能化の結果として好適なすべてのプラスチックである。好ましくは、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、アクリレート、アクリレート誘導体などのアクリル酸、無水マレイン酸のような二重結合を有するカルボン酸無水物、又はこれらのうちの2つ以上とエチレンとの共重合によって得られた官能基化ポリオレフィン、特にアクリル酸コポリマーを含む。これらの中で、ポリエチレン-無水マレイン酸グラフトポリマー(EMAH)、エチレン-アクリル酸コポリマー(EAA)、又はエチレン-メタクリル酸コポリマー(EMAA)が好ましく、例えば、DupontによりBynel(登録商標)及びNucrel(登録商標)0609HSAの商品名で、又はExxonMobil ChemicalsによりEscor(登録商標)6000ExCoの商品名で販売されている。
好ましいポリオレフィンは、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、又はその両方である。好ましいポリエチレンは、LDPE、LLDPE、及びHDPEから成る群、又はそれらの少なくとも2つの組み合わせから選択される。更に好ましいポリオレフィンは、mポリオレフィン(メタロセン触媒を用いて作製されたポリオレフィン)である。適切なポリエチレンは、1~25g/10分、好ましくは2~20g/10分、特に好ましくは2.5~15g/10分の範囲のメルト・フロー・レート(MFR=MFI-メルト・フロー・インデックス)と、0.910~0.935g/cm3、好ましくは0.912~0.932g/cm3、より好ましくは0.915~0.930g/cm3の範囲の密度とを有する。
mポリマーは、メタロセン触媒を用いて作製されたポリマーである。メタロセンは、2つの有機配位子、例えばシクロペンタジエニル配位子の間に中心金属原子が配置された有機金属化合物である。好ましいmポリマーはmポリオレフィン、好ましくはmポリエチレン、mポリプロピレン、又はその両方である。好ましいmポリエチレンは、mLDPE、mLLDPE、及びmHDPEから成る群、又はそれらの少なくとも2つの組み合わせから選択される。
押出成形中、ポリマーは通常、押出機ダイの出口の下方の溶融ポリマーフィルム上で測定して210~350℃の温度に加熱される。押出成形は、当業者に既知な市販されている押出工具、例えば押出機、押出し機スクリュー、供給ブロックなどを使用して達成することができる。押出機の端部には、好ましくは、ポリマー溶融物が押し込まれる開口部が設けられる。開口部は、ポリマー溶融物を押し出すことができる任意の形状を有し得る。例えば、開口部は、角形、楕円形、又は円形とすることができる。開口部は好ましくは、漏斗のスロット形状である。いったん上記の工程によって溶融層が基板層に塗布されると、溶融層は熱硬化のために冷却させられ、この冷却は好ましくは、5~50℃、特に好ましくは10~30℃の範囲内の温度に保たれた表面との接触を介した急冷によって実行される。続いて、少なくとも側面が該表面から分離される。分離は、当業者にとって周知であり、最大精度で側面を迅速かつきれいに分離するのに適すると思われる任意の方法によって実行することができる。好ましくは、分離は、ナイフ、レーザービーム、ウォータージェット、又はそれらの2つ以上の組み合わせによって達成され、特にナイフ、とりわけカップホイールナイフの使用が好ましい。
本発明によれば、キャリア層とバリア層との重ね合わせは、ラミネーションとして行われてもよい。その場合、予め製造されたキャリア層とバリア層が、適当なラミネート剤によって接合される。好ましいラミネート剤は中間ポリマー組成物を含み、この組成物から好ましくは中間ポリマー層が得られる。更に、好ましいラミネート剤は好ましくは、追加の接着促進組成物を含み、この組成物から追加の接着促進層が得られる。その場合、中間ポリマー組成物、追加の接着促進組成物、又はその両方は、好ましくは押出によって、より好ましくは共押出によって塗布される。
企図される着色剤は、当業者に既知で本発明に適したものであり、固体及び液体着色剤の両方を含む。DIN55943:2001-10によれば、着色剤は、すべての着色物質、特に染料及び顔料の総称である。好ましい着色剤は顔料である。好ましい顔料は有機顔料である。本発明に関連して注目すべき顔料は、特にDIN55943:2001-10に記載される顔料及び「Industrial Organic Pigments、第3版」(Willy Herbst、Klaus Hunger著作権(C)2004 WILEY-VCH Verlag GmbH&Co.KGaA,Weinheim ISBN:3-527-30576-9)に言及される顔料である。顔料は、好ましくは塗布媒体に溶解しない着色剤である。染料は、好ましくは塗布媒体に溶解する着色剤である。
シート状複合体の折畳みは、好ましくは10~50℃、好ましくは15~45℃、特に好ましくは20~40℃の範囲で行われる。これは、上記範囲内の温度を有するシート状複合体によって達成され得る。更に、折畳み工具、好ましくはシート状複合体と共に、上記範囲内の温度を有することが好ましい。この目的のために、折畳み工具は、好ましくは加熱手段を有していない。むしろ、折畳み工具、シート状複合体、又はその両方は冷却することができる。折畳みが「冷間折畳み」として50℃以下の温度で行われ、及び接合が「熱間封止」として50℃超、好ましくは80℃超、特に好ましくは120℃超で行われることが更に好ましい。前述の条件、特に温度は、好ましくは折畳みの環境、例えば折畳み工具のハウジングにも適用される。
本発明に関連してシート状複合体及び容器前駆体は好ましくは、食品容器の製造のために形成される。更に、本発明の密閉容器は好ましくは食品容器である。企図される食品は、人間が消費するものとして当業者に知られている全食品、及び動物飼料である。好ましい食品は5℃超の液体、例えば、乳製品、スープ、ソース、及び非炭酸飲料である。
容器前駆体は密閉容器の予備段階であり、密閉容器の製造時に形成される。この場合の容器前駆体は、ブランクとしてシート状複合体を含む。ここでシート状複合体は、広げられていても折り畳まれていてもよい。好ましい容器前駆体は、個々の密閉容器の製造のためにサイズに合わせて切断され形成される。個々の密封容器の製造用に一定サイズに切断及び形成された好ましい容器前駆体は、ジャケット又はスリーブとも称される。ジャケット又はスリーブは、折り畳まれた形態のシート状複合体を含む。また、容器前駆体は好ましくは、角柱の側面形状を有する。好ましい角柱は直方体である。更に、ジャケット又はスリーブは長手方向継ぎ目を含み、上部領域及び基部領域で開放されている。多数の密封容器の製造用に一定サイズに切断され設計された典型的な容器前駆体は、チューブと称されることが多い。
本発明の密閉容器は、多数の異なる形状を有することができるが、略直方体構造が好ましい。更に、容器の全領域はシート状複合体から形成することができる、あるいは容器は二部構成又は多部構成にすることができる。多部構造の場合、シート状複合体の他に、他の材料、例えばプラスチックを使用することもでき、こうした材料は特に容器の上部領域又は基部領域に使用することができる。しかしながら、ここでは、容器は、領域の少なくとも50%、特に好ましくは少なくとも70%、より好ましくは少なくとも90%がシート状複合体から形成されることが好ましい。更に、容器は、内容物を空にするための仕組みを有することができる。この仕組みは、例えば、ポリマー又はポリマーの混合物から形成され、容器の外側に装着されてもよい。この仕組みは、「直接射出成形」によって容器に一体化されることも考えられる。好ましい実施形態によれば、本発明の容器は、少なくとも1つの縁部、好ましくは4~22又はそれ以上の縁部、特に好ましくは7~12の縁部を有する。本発明の文脈において、縁部は、領域の折り畳み中に生じる領域を意味すると理解される。例示的な縁部は、その都度、容器の2つの壁領域の長手方向接触領域を含み、本明細書では長手方向縁部とも呼ばれる。容器において、容器壁は、好ましくは縁部によって囲まれた容器の表面である。好ましくは、本発明の容器の内部は、食品を収容する。好ましくは、密閉容器は、シート状複合体と一体に形成されていない蓋、基部、又はその両方を含まない。好ましい密閉容器は、食品を収容する。
好ましい実施形態に従ってキャリア層に設けられる少なくとも1つの孔は、当業者に既知であり、様々なクロージャ又は飲用ストローに適した任意の形状を有することができる。多くの場合、孔は上方から見て曲線を有する。例えば、孔は略円形、長円形、楕円形又は滴形をとり得る。キャリア層の少なくとも1つの孔の形状は、通常、容器に接合されて開封後に容器の内容物を容器から分配する開閉可能クロージャ、又は容器の飲用ストローのいずれかによって容器に生成される開口部の形状も予め決定する。これは、多くの場合、開放された容器の開口部が、キャリア層の少なくとも1つの孔と同等又は同一の形状を有することを意味する。単一の孔を有するシート状複合体の実施形態は、シート状複合体から製造された容器内に収容されている食品を放出するために主に使用される。食品の放出中に容器に空気を供給するための追加の孔を特別に設けることができる。
ほとんどの場合、容器内の開口部は、少なくとも1つの孔を覆う孔カバー層の少なくとも部分的な破壊によって生じる。この破壊は、切断する、容器内に押し込む、又は容器から引き出すことによって達成することができる。破壊は、容器に接続され、少なくとも1つの孔の領域、通常は少なくとも1つの孔の上に配置されている開封補助手段を用いて、例えば、孔カバー層内に押し込まれる飲用ストローによっても達成することができる。更に、本発明による一実施形態では、少なくとも1つの孔の領域に開封補助手段が設けられることも好ましい。ここで、開封補助手段は、容器の外面を表す複合体の領域に設けられることが好ましい。更に、容器は好ましくは、容器の外側にクロージャ、例えば蓋を含む。これに関連して、クロージャが少なくとも部分的に、好ましくは完全に孔を覆うことが好ましい。このように、クロージャは、少なくとも1つの孔のない領域よりも堅牢性が低い孔カバー層を、機械的作用による損傷から保護する。少なくとも1つの孔を覆う孔カバー層を開封するために、多くの場合、クロージャは開口補助手段を含む。適切な開口補助手段は、例えば、孔カバー層の少なくとも一部を引き裂くフック、孔カバー層に切り込む縁部もしくは刃、孔カバー層を貫通する釘状突起、又はそれらの少なくとも2つの組み合わせである。多くの場合、これらの開口補助手段は、例えばヒンジを介して、スクリュー式蓋又はクロージャのキャップと機械的に結合されているため、密封容器を開封するために、スクリュー式蓋又はキャップの操作を通じて蓋に作用する。場合によっては、孔を覆う複合層と、この孔を覆い開口補助手段を有する開閉可能なクロージャと、を含む上記のクロージャーシステムは、専門家の文献では「適用付属品」を有する「保護孔」と呼ばれる。
以下の測定方法を本発明の文脈で使用した。他に特に記載のない限り、測定は周囲温度23℃、周囲空気圧100kPa(0.986気圧)及び相対大気湿度50%で実施した。
MFR値は、ISO規格 1133-1:2012、方法A(質量測定法)に従って測定される(他に特に記載のない限り、190℃及び2.16kg)。
密度は、ISO規格 1183-1:2013に従って測定される。
溶融温度は、DSC法ISO規格 11357-1、-5に基づいて判定される。機器は、以下の測定値に基づき、製造元の指示に従って較正される。
-インジウム温度-開始温度
-溶融インジウムの熱
-亜鉛温度-開始温度
酸素透過速度は、ASTM規格 D3985-05(2010)に従って決定される。試験片の層厚は、90μm±2μmである。試験片の面積は、50cm2である。測定は、周囲温度23℃、周囲空気圧100kPa(0.986気圧)、相対大気湿度50%で実施される。
試験機器は、ドイツ、ノイヴィートのMocon製Ox-Tran2/22である。
PAの粘度数は、DIN EN ISO規格 307(2013)に従って95%硫酸中で測定される。
分子量分布は、ISO 16014-3/-5(2009-09)に従って光散乱によるゲル浸透クロマトグラフィを用いて測定される。
厚紙の水分含有量は、ISO規格 287:2009に従って測定される。
2つの隣接層間の接着力は、測定中、90度剥離試験機器、例えば、Instron社製の「ドイツ製回転ホイール固定具」において、40mm/分で回転する回転自在ローラにそれらの層を固定することによって判定される。試験片は、予め幅15mmのストリップに切断されている。試験片の一方の側で、層は互いに分離され、分離された端部は垂直方向に上方に向けられた引張り装置に留められる。引張力を測定するための測定器具が、引張り装置に取り付けられている。ローラの回転中に、層を互いに分離するために必要な力が測定される。この力は、層の相互の接着力に相当し、N/15mmで明示される。個々の層の分離は、例えば、機械的に、又は例えば60℃に温めた30%酢酸中に3分間試験片を浸す特定の前処理によって達成することができる。
有機着色剤の検出は、「Industrial Organic Pigments、第3版」(Willy Herbst、Klaus Hunger著作権(c)2004WILEY-VCH Verlag GmbH&Co.KGaA、Weinheim ISBN:3-527-30576-9)に記載される方法に従って実行することができる。
水蒸気透過速度は、ASTM F1249-13に従って決定される。試験片の層厚は、90μm±2μmである。試験片の面積は、50cm2である。測定は、周囲温度23℃、周囲空気圧100kPa(0.986気圧)において、相対湿度100%の試験片の一方の側と、相対湿度0%の試験片の他方の側とで実施される。試験機器は、ドイツ、ノイヴィートのMocon製Permatran Wモデル3/33である。
走査電子顕微鏡(SEM)を使用して、0.5cm2の面積を有する試験片の層厚が判定されている。この目的のために、判定中の層構造の断面を、刃を用いて手動で切断することによって実施した(Leicaミクロトーム刃819)。横断面を金(ワトフォード(英国)、Cressington Scientific Instruments Ltd.製のCressington 108auto)でスパッタコーティングし、次いで高真空下でSEM(フランクフルトのFEI Deutschland GmbH製Quanta450)で測定した(p<7.0*10-5Pa)。個々の層の層厚を判定し、ドイツ、フランクフルトのFEI Company製「xT Microscope Control」ソフトウェア、バージョン6.2.11.3381を使用して読み取った。
実施例(本発明)及び比較例(本発明以外)については、その都度、層押出し工程によって、以下の表1~7に示す層構成及び層順序を有するラミネートを作製した。
ラミネートは、Davis Standard製押出しコーティングユニットを用いて製造される。この場合、押出温度は約280~330℃の範囲である。±6℃の温度偏差は、通常の許容範囲内である。±3g/m2の坪量偏差は、通常の許容範囲内である。第1のステップでは、製造される各容器に関して、キャリア層に孔が設けられ、次いで外側ポリマー層がキャリア層に塗布される。第2のステップでは、バリア層が、追加の接着促進層及び中間ポリマー層と共に、外側ポリマー層で予め被覆されたキャリア層に塗布される。この第2のステップは、本発明の実施例1~3及び比較例1、3及び4においてもラミネーションによって達成される。比較例2では、第2のステップは共押出によって達成される。続いて、接着促進剤と内側ポリマー層が、バリア層上に共押出しされる。押出しにより個々の層を塗布するため、ポリマーが押出機中内で溶融される。ポリマーが層に塗布されると、得られた溶融物は供給ブロックを介してダイに移送され、キャリア層上に押し出される。酸素透過速度及び水蒸気透過速度は、上記の測定方法に従って、溝切されておらず折り畳まれていないラミネートに関して判定される。
上記のようにして取得されたラミネートの外側に溝、より具体的には長手方向溝を形成した。更に、溝付きラミネートを個々の容器用のブランクに分割し、各ブランクに上記の孔のうちの1つを含めた。各ブランクの4つの長手方向溝に沿って折り畳み、重なり合った折畳み領域を封止することによって、図3に示す形態のジャケット状の容器前駆体がその都度取得された。このジャケットから、リンニッヒのSIG Combibloc製標準充填機CFA712内で、図4に示す形態の密閉容器(レンガ型)を製造した。この目的のために、基部領域を折畳みによって製造し、熱封止によって封鎖した。これにより、上部が開放されたカップが生じた。過酸化水素を用いてカップを殺菌した。更に、カップに水を充填した。孔を含むカップの上部領域を折畳み及び超音波封止によって封鎖することによって密閉容器を得た。この容器の孔領域に開封補助手段を固定した。このようにして製造された容器から、その都度上記の測定方法に従ってラミネート試験片を採取し、酸素透過速度及び水蒸気透過速度を測定した。
本発明の実施例及び比較例の一部として行われた調査の結果を、以下の表にまとめる。
101 外側
102 内側
103 外側ポリマー層
104 キャリア層
105 中間ポリマー層
106 追加の接着促進層
107 バリア層
108 バリア基板層
109 バリア材料層
110 第1の接着促進層
111 内側ポリマー層
200 シート状複合体の製造方法
201 ステップa)
202 ステップb)
203 ステップc)
204 ステップd)
205 ステップI)
300 本発明の容器前駆体
301 長手方向折畳み/長手方向縁部
302 長手方向継ぎ目
303 上部領域
304 基部領域
305 孔
306 溝
400 本発明の密閉容器
401 食品
402 開封補助手段を有する蓋
500 本発明の容器前駆体の製造方法
501 ステップA
502 ステップB
503 ステップC
600 本発明の密閉容器の製造方法
601 ステップi
602 ステップii
603 ステップiii
604 ステップiv
605 ステップv
606 ステップvi
Claims (20)
- シート状複合体(100)であって、
前記シート状複合体(100)の外側(101)から前記シート状複合体(100)の内側(102)への方向に層列の層として、
a)キャリア層(104)と、
b)i)バリア基板層(108)と、
ii)バリア材料層(109)と、
を備えるバリア層(107)と、
を備え、
前記キャリア層(104)が、厚紙、板紙、及び紙から成る群から選択される1つ、又はそれらの少なくとも2つの組み合わせを含み、
前記バリア基板層(108)が、前記バリア基板層(108)の重量を基準にして少なくとも50重量%の範囲でポリマーを含み、前記ポリマーが、重縮合物、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、又はそれらの少なくとも2つの組み合わせから成る群から選択され、
前記バリア材料層(109)が、
-単層構造であり、
-前記バリア材料層(109)の重量を基準にして少なくとも50重量%の範囲でバリア材料を含み、前記バリア材料が、酸化物、金属、ケイ素含有化合物、ポリマー、又はそれらの少なくとも2つの組み合わせから成る群から選択され、
-1nm~1μmの範囲の厚さを有し、
-前記内側(102)に面する前記バリア基板層(108)の層表面上で前記バリア基板層(108)を覆い、
前記シート状複合体(100)が、内側ポリマー層(111)を更に含み、
前記内側ポリマー層(111)が、前記シート状複合体(100)の前記内側(102)に面する前記バリア層(107)の側で前記バリア層(107)を覆い、
前記内側ポリマー層(111)が、
-前記内側ポリマー層(111)の総重量を基準にして、少なくとも70重量%以上の熱可塑性ポリマーを含み、
-押出成形工程でシート状複合体(100)に挿入または塗布されるものである、
シート状複合体。 - 前記バリア層(107)が、2~35μmの範囲の厚さを有する、請求項1に記載のシート状複合体(100)。
- 前記バリア基板層(108)が、前記バリア材料層(109)に隣接している、請求項1又は2に記載のシート状複合体(100)。
- 前記バリア層(107)が、以下の特徴のうちの少なくとも1つを有する、
a.0.1~40cm3/(m2・d・bar)の範囲の酸素透過速度、
b.0.1~40g/(m2・d)の範囲の水蒸気透過速度、
請求項1~3のいずれか一項に記載のシート状複合体(100)。 - 前記シート状複合材が、外側に線状窪みを含む、請求項1~4のいずれか一項に記載のシート状複合体。
- 前記バリア層が、前記バリア層の重量を基準にして50重量%未満のアルミニウム含有量を特徴とする、請求項1~5のいずれか一項に記載のシート状複合体。
- 前記シート状複合体の前記内側に面する前記バリア層の層表面が、第1の接着促進層に隣接し、前記第1の接着促進層が、アクリル酸コポリマーを含む、請求項1~6のいずれか一項に記載のシート状複合体。
- 前記シート状複合体の前記外側に面する前記バリア層の層表面が、追加の接着促進層に隣接し、前記追加の接着促進層が、エチレン-アルキルアクリレートコポリマーを含む、請求項1~7のいずれか一項に記載のシート状複合体。
- 前記シート状複合体が、外側ポリマー層を更に含み、
前記外側ポリマー層が、前記シート状複合体の前記外側に面する前記キャリア層の側で前記キャリア層を覆う、
請求項1~8のいずれか一項に記載のシート状複合体。 - 前記シート状複合体が、前記キャリア層と前記バリア層との間に中間ポリマー層を含む、請求項1~9のいずれか一項に記載のシート状複合体。
- 方法(200)であって、
a)i)キャリア層(104)を含むシート状複合体前駆体と、
ii)A)バリア基板層(108)と、
B)前記バリア基板層(108)を覆うバリア材料層(109)と、
を含むバリア層(107)と、
を設けるステップと、
b)前記キャリア層(104)に前記バリア層(107)を重ね合わせることによってシート状複合体(100)を得るステップと、
d)前記キャリア層(104)とは反対側の前記バリア層(107)の側に、押出成形工程において内側ポリマー組成物を重ね合わせることによって内側ポリマー層(111)を得るステップと、
を備え、
前記バリア基板層(108)が、前記バリア基板層(108)の重量を基準にして少なくとも50重量%の範囲でポリマーを含み、前記ポリマーが、重縮合物、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、又はそれらの少なくとも2つの組み合わせから成る群から選択され、 前記バリア材料層(109)が、
-単層構造であり、
-前記バリア材料層(109)の重量を基準にして少なくとも50重量%の範囲でバリア材料を含み、前記バリア材料が、酸化物、金属、ケイ素含有化合物、ポリマー、又はそれらの少なくとも2つの組み合わせから成る群から選択され、
-1nm~1μmの範囲の厚さを有し、
前記ステップb)(202)の重ね合わせの間、前記バリア材料層(109)が、前記キャリア層(104)とは反対側に面する前記バリア基板層(108)の側に配置され、
前記内側ポリマー層(111)が、前記内部ポリマー層(111)の総重量を基準にして、少なくとも70重量%以上の熱可塑性ポリマーを含むことを特徴とする、方法。 - 前記バリア層(107)が、2~35μmの範囲の厚さを有する、請求項11に記載の方法(200)。
- 前記バリア基板層(108)が前記バリア材料層(109)に隣接している、請求項11又は12に記載の方法(200)。
- 前記バリア層(107)が、以下の特徴のうちの少なくとも1つを有する、
a.0.1~40cm3/(m2・d・bar)の範囲の酸素透過速度、
b.0.1~40g/(m2・d)の範囲の水蒸気透過速度、
請求項11~13のいずれか一項に記載の方法(200)。 - 前記方法が、
c)前記キャリア層とは反対側の前記バリア層の層表面を第1の接着促進組成物と接触させることによって、第1の接着促進層を得るステップ、
を更に備え、
前記第1の接着促進組成物が、アクリル酸コポリマーを含む、
請求項11~14のいずれか一項に記載の方法。 - 前記バリア層が、前記バリア層の重量を基準にして50重量%未満のアルミニウム含有量を特徴とする、請求項11~15のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項11~16のいずれか一項に記載の前記方法(200)によって得られるシート状複合体(100)。
- 方法(500)であって、
A.第1の長手方向縁部及び追加の長手方向縁部を含む、請求項1~10又は17のいずれか一項に記載のシート状複合材(100)を設けるステップと、
B.前記シート状複合体(100)を折り畳むステップと、
C.前記第1の長手方向縁部を前記追加の長手方向縁部と接触させ、前記第1の長手方向縁部を前記追加の長手方向縁部に接合することによって長手方向継ぎ目(302)を得るステップと、
を備える、方法。 - 方法(600)であって、
i.請求項1~10又は17のいずれか一項に記載のシート状複合体を含む容器前駆体(300)を設けるステップと、
ii.前記シート状複合体(100)を折り畳むことによって前記容器前駆体(300)の基部領域(304)を形成するステップと、
iii.前記基部領域(304)を封鎖するステップと、
iv.前記容器前駆体(300)を食品(401)で充填するステップと、
v.上部領域(303)内で前記容器前駆体(300)を封鎖することによって密閉容器(400)を得るステップと、
を備える、方法。 - 食品容器を製造するための、請求項1~10又は17のいずれか一項に記載のシート状複合体(100)の使用。
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